WSN中单数据流端到端延迟上界研究

在WSN中采用独立分析（SFA）法求得的单数据流端到端延迟上界有时比整体分析（TFA）法求得的总数据流端到端延迟上界要大, 这不符合物理意义。针对这一问题, 分析了现有TFA法与SFA法在数据流服务分配机制上的差别, 并指出这两种方法求得的延迟上界不具有可比性。随后在修正流经节点数据流输出上界的基础上, 推导出与TFA法数据流服务分配机制相匹配的单数据流端到端延迟上界表达式。公式推导与数值分析结果均表明, 本方法求得的单数据流端到端延迟上界能够被TFA法总数据流端到端延迟上界所包络, 符合物理意义且更精确。     

多媒体无线Mesh网基于机会路由的网络编码

采用机会路由下无线Mesh网络的链路吞吐量模型,利用确定性网络演算工具,得到无线Mesh网络节点数据积压的上界以及端到端数据流延迟和抖动的上界;然后设计满足多媒体服务质量的确定性网络编码（DNC）,提出ETC作为确定机会路由中编码节点的指标,在节点数据积压未达到上界时,编码节点采用线性网络编码,提高网络的性能;提出ETP作为机会路由中选择候选节点的指标,主要考虑端到端的延迟和延迟抖动确定接收数据的候选集。仿真结果表明可以达到较好的效果。     

无线传感器网络通信性能确定上界研究

无线传感器网络一般具有实时性,其端到端通信性能上界研究具有重要意义.基于确定性网络演算理论,对无线传感器网络为保证实时数据优先的数据转发调度策略进行了性能分析与评价.建立了基于确定性网络演算的端到端通信性能分析模型,经过理论分析得到了无线传感器网络节点的数据队列上界、端到端数据流的延迟上界以及端到端数据流的延迟抖动上界.仿真结果表明基于网络演算理论的无线传感器网络性能上界均在理论计算的上界范围之内.本文的研究使得对无线传感器网络通信性能的研究更符合完备性的要求.     

基于统计网络演算的融合网络网关节点时延性能研究

为分析融合网络网关节点统计时延性能,根据最小加代数理论中的统计网络演算的相关知识,提出了一种基于改进的GPS调度系统模型,然后利用网络演算理论求解出网关节点统计时延上界。数值结果分析表明,改进的调度模型有效地改善了自相似特性对网关延迟上界所造成的影响,与未改进的模型相比,网关统计延迟上界更具有良好的紧致性,为下一步由单节点扩展到端到端节点延迟上界研究提供了参考。     

树形无线传感器网络的建模与性能上界分析

探究无线传感器网络的性能上限,对于理解网络在最不理想情形下的行为非常重要,而且能够提供合适的设计参考.基于此,提出了一种对树形无线传感器网络建模,并对网络性能确定性上界进行分析的方法.该方法通过树形拓扑的深度、最大子路由节点数和最大子终端节点数来确定模型,并借助网络演算的相关知识,推导出了由拓扑结构和传输特性决定的节点缓存上界、节点带宽需求及端到端数据流延迟上界的递推公式,并且还示范了如何将推导出的公式应用到IEEE 802.15.4/Zig Bee树形无线传感器网络中.     

基于网络演算的无线Mesh网时延上界

无线Mesh网是一种新型宽带接入通信网络，端到端时延上界分析的准确性会直接影响网络的QoS保障。针对无线Mesh网传统时延边界分析方法没有考虑当前节点处理时延对后一个节点到达曲线的影响，造成时延上界计算不紧致的问题，利用(ρ,σ)模型作为数据流到达曲线，延迟-速率函数LR作为数据流服务曲线，同时考虑前一个节点的处理时延对后一个节点到达曲线的影响，推导出无线Mesh网中单节点、单路径和多路径传输时延上界，并利用数值分析方法得到网络服务速率、流量分配方式、多路径数目等因素对时延上界的影响。仿真结果表明，与传统方法相比，以上计算得到的无线Mesh网时延上界更接近实际仿真值。     

基于SP调度策略的簇树型无线传感网络QoS上界研究

为了改善无线传感网络在最坏条件下的网络服务质量（Quality of Service, QoS）,本文将严格优先级（Strict Priority, SP）队列调度引入簇树型无线传感网络中,分析SP队列调度对网络中数据流获得的保证服务的影响,并利用网络演算推导簇树网络中各深度路由节点的时延上界、缓存上界及网络的端到端时延上界。通过实例分析,表明SP队列调度能够有效减小网络的最大端到端时延。     

基于簇的全IP无线传感器网络地址配置方案

为实现无线传感器网络(WSN)与IPv6互联网的全IP通信,提出一种全IP WSN地址配置方案。将WSN分为多个簇,设计分布式IPv6地址配置方案,簇首节点采用有状态地址分配方式并引入接入节点动态树获取IPv6地址,簇成员节点通过无状态地址分配方式从一跳范围内的簇首节点处获取IPv6地址,且仅在本簇范围内进行重复地址检测。仿真结果表明,与6LoWPAN WSN分层地址配置方案相比,该方案的地址配置代价及延迟更小。     

基于延迟感知的WSN数据收集网络结构优化设计

为了解决当前无线传感器网络(WSN)数据收集期间存在较大延迟与能耗等难题,设计基于延迟感知的无线传感器数据收集网络结构。引入树形结构思想,并将WSN的传感器节点分割为不同尺寸的多个单层簇,继而构造了新的网络结构,以改善其拓扑结构,使得簇头以交错方式完成数据通信,大幅度降低数据收集过程的延迟;随后,建立WSN数据收集的延迟与能耗计算模型;再借助Top-Down技术,设计网络结构的形成算法,通过最小化通信距离,优化了数据收集机制的能耗水平。实验结果表明:与现有的WSN数据收集网络结构相比,该网络结构能够有效降低WSN数据收集过程的延迟;且使得整个通信能耗维持在较低水平。     

无线传感器网络节点分簇与非分簇性能比较

为研究分簇的无线传感器网络（WSN）能否在很大程度上节约传感器节点电池能源,延长网络生存周期,从分簇的网络组织本身、分簇WSN和非分簇WSN能量消耗的对比、不同分簇方式对网络能耗的影响进行研究,得出当满足一定条件时,分簇WSN比非分簇WSN性能更优的结论,并进一步得出WSN的最佳分簇规格应在5跳以内。     

铝电解工业中ZigBee无线传感器网络及其QoS研究

针对目前铝厂计算机控制采用的有线网络成本高、维护不方便等问题,提出了在铝厂强电场、强热场、强磁场环境下ZigBee无线传感器网络(WSN)解决方案;并对其连通性覆盖和服务质量(QoS)问题,提出了覆盖唤醒方法;采用基于积压数据确定上界的速率调整算法改善链路吞吐量和降低积压数据.仿真结果表明,唤醒方法有效保证了网络连通性覆盖,而速率调整算法明显改善了网络QoS性能.     

WSN中图像传输控制的跨层协议

分析无线传感器网络中的图像传输问题,采用数据分组思想,提出图像传输控制协议。设计传输协议体系结构,在源节点将数据进行分组,采用多路径的传输方式,使得传感器网络能量负载均衡,在sink节点进行数据还原,并提供相应的QoS机制。仿真结果表明该协议能够实现较好的传输质量,并且使得网络能量负载均衡。     

基于QoS无线传感器网络路由协议的研究

无线传感器网络的特性决定其主要目标是全网范围的资源有效利用,并且还要支持多种业务的差别服务。因此,许多研究工作通过研究QoS路由来解决该问题,并提出一系列QoS路由协议。介绍无线传感器网络QoS路由技术的相关概念、特点及面临的问题。然后,对当前的无线传感器网络的QoS主要路由协议进行了详细的分析。最后探讨无线传感器网络路由技术的今后的发展动态和研究方向。     

椭圆曲线密码体制在WSN上的应用

分析椭圆曲线等公钥技术在无线传感器网络中的应用。介绍无线传感器网络操作系统TinyOS的体系结构、NesC程序开发基本流程和基于TinyOS的椭圆曲线密码库TinyECC。利用TinyECC设计并实现基于椭圆曲线密码体制的轻量级节点验证协议。分析结果证明该协议在无线传感器网络上可行。     

无线传感器网络中基于非端到端的区分队列服务

在无线传感器网络中,通信的一方是汇聚节点,通信的另一方不是某一个传感器节点而是一群传感器节点。适用于端到端通信的服务质量方法不再适用于无线传感器网络。为此,提出了一套新的非端到端的事件服务质量参数,并基于此提出了一种基于区分队列服务算法的、为网络中不同的事件提供不同服务质量的方法。通过这一策略,汇聚节点可以及时可靠地检测到待处理的紧急事件。仿真实验结果验证了该方法的可靠性。     

无线自组网TCP吞吐量上界研究

对进入无线自组网节点的TCP数据流进行漏桶管制,节点为TCP提供基于速率-延迟模型的服务保障,在已有无线自组网链路吞吐量模型的基础上利用网络演算理论推导TCP数据流的吞吐量上界模型。在网格拓扑的无线自组网环境下,TCP数据流的仿真结果都在数值计算的上界范围内,从而表明基于网络演算的无线自组网TCP吞吐量性能上界模型具有较好的性能,同时也表明现有TCP协议在无线环境下还存在较大的改进空间。     

Quality-of-service trade-off analysis for wireless sensor networks

Quality of Service (QoS) support for wireless sensor networks (WSN) is a fairly new topic that is gaining more and more interest. This paper introduces a method for determining the node configurations of a WSN such that application-level QoS constraints are met. This is a complex task, since the search space is typically extremely large. The method is based on a recent algebraic approach to Pareto analysis, that we use to reason about QoS trade-offs. It features an algorithm that keeps the working set of possible configurations small, by analysing parts of the network in a modular fashion, and meanwhile discarding configurations that are inferior to other configurations. Furthermore, we give WSN models for two different applications, spatial mapping and target tracking, in which QoS trade-offs are made explicit. Test results for these applications and a heterogeneous WSN combining these two applications show that the models are accurate and that the method is scalable and thus practically usable for WSN, even with large numbers of nodes. Details are given on how to efficiently implement the algorithm.     

无线传感器网络主动QoS机制研究

无线传感器网络是目前国际上的一个研究热点,但是对其Q oS问题和中间件的研究却才刚刚开始。在分析无线传感器网络基本问题的基础上,提出了一种基于中间件的,面向应用、状态和角色的无线传感器网络主动QoS方案,并对其设计思想、结构形式、工作过程、信息交互和状态评价等关键问题进行了研究。同传统QoS机制相比,主动QoS方案设计了一个应用和网络之间的反馈协商机制,并通过对应用和网络的动态调节,使网络满足应用对QoS的最低要求,或者在降低应用对QoS要求的情况下,使网络最大限度地支持应用,从而更好地保证了应用的完成并延长了网络生命期。